呂偉中，袁 俊，劉春娣，王伯軍

(1.甘肅省科學院自然能源研究所，甘肅 蘭州730046；2.青海省電力設計院，青海 西寧810008）

LED光源在110kv、330kv變電站中的應用

呂偉中1，袁 俊1，劉春娣2，王伯軍2

(1.甘肅省科學院自然能源研究所，甘肅 蘭州730046；2.青海省電力設計院，青海 西寧810008）

能源是人類的生命，同時節(jié)能減排也是人類的義務。在目前低碳環(huán)保綠色的概念下，節(jié)能、環(huán)保型產(chǎn)品越來越受重視，而其中照明節(jié)能就是其中的很重的一部分。光伏發(fā)電技術應用于變電站的效能之一是節(jié)能減排。如果將變電站原有的照明光源替換為LED光源，則可進一步提升光伏發(fā)電對站用常規(guī)電能的替代率。因此，無論是從變電站自身的節(jié)能減排要求還是從提高光伏發(fā)電的使用效能來說，將變電站照明光源替換為LED光源，都是具有實際意義的工作。

變電站，節(jié)能，LED照明

變電站的工作環(huán)境［1］總體可以劃分為三大類：以控制室、辦公室為代表的正常照明環(huán)境，一般對照明的舒適度有一定的要求；以蓄電池室為代表的爆炸性場所，一般對安全性有特殊的要求；以敞開式高壓配電裝置為代表的高場強場所，一般要求燈具有一定的強電磁場干擾能力。目前變電站主要照明光源基本為白熾燈、熒光燈和鈉燈。

1 LED光源特性

LED（Light Emitting Diode）即發(fā)光二極管，是一種直接把電能轉化為光的固態(tài)半導體器件，它是現(xiàn)階段光效發(fā)展最快的新型固體光源。

LED光源主要有以下幾方面的優(yōu)點：發(fā)光效率較高，多在80～100lm/W，高于節(jié)能型熒光燈；光源為定向輸出，通過適當?shù)亩闻涔庠O計，可以實現(xiàn)定向照明，其利用系數(shù)可達0.8～0.9；光譜中沒有紫外線和紅外線，無頻閃，符合高效優(yōu)質(zhì)光源的要求；LED為全固態(tài)發(fā)光體，不含汞等有害元素，廢棄物可回收，對環(huán)境無污染，屬于典型的綠色照明光源；光源安全性好，不易破碎，可以安全觸摸；顯色性較好，啟動時間短。照明組合方式靈活，可控性好。

但也存在以下缺點：由于光源為定向輸出，也更容易產(chǎn)生眩光。在設計時要特別注意照明燈具的布置，目前二次配光設計的發(fā)展有望能較好地解決這一問題?？估纂娂皬婋姶艌龈蓴_能力不足，在進行照明設計時，燈具就要避開高場強位置安裝［2］。

2 LED光源的比較優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)光源，LED主要有以下優(yōu)勢。

1）LED光源壽命長，至少是白熾燈的25倍，熒光燈的3.3倍,高壓鈉燈的1.8倍，見表1。

表1 LED與傳統(tǒng)光源壽命對比

2）LED光源實際效率高，是一般節(jié)能燈3.89倍，普通白熾燈泡的10倍，高壓鈉燈的2.23倍，見表2。

表2 LED和節(jié)能燈、白熾燈、高壓鈉燈性能比較

3）通過與傳統(tǒng)的其他光源進行節(jié)能效益和經(jīng)濟性比較，可以直觀反映出使用LED光源的優(yōu)勢，詳見表3。

表3 LED、節(jié)能燈、白熾燈節(jié)能量和成本比較

從表3可知，LED的節(jié)能效果明顯;從投資角度看LED光源初始投資相對較高，在20年壽命周期內(nèi)和同等亮度的其他光源比，總體投入是最低的，因此，LED不論節(jié)能還是經(jīng)濟性均好于其他光源。

3 LED光源在變電站照明應用中的設計選型

目前在變電站使用的白熾燈、熒光燈和鈉燈都可以用LED光源來替代。隨著技術的日臻成熟，成本的下降，LED光源豐富多樣，完全可以滿足不同場合和空間的照明需要。適合于變電站的LED光源主要有：LED球泡燈，LEDT8/T5燈管,LED吸頂燈，LED投光燈，LED路燈/庭院燈，LED草坪燈等。

4 節(jié)能效益分析

下面以110kv、330kv變電站為例，若將現(xiàn)有照明光源替換為LED光源后，對其節(jié)能效益做出分析。

以西寧市的110kv通用站［3］為例，站內(nèi)外照明功率及LED光源折算見表4。

表4 110kV變電站室內(nèi)室外照明光源負荷表

從表4可知，進行LED光源置換后，經(jīng)過計算，變電站的室內(nèi)室外照明光源功率總計為4039W，總瓦時數(shù)為13279WH。原110kv變電站照明用電負荷減少8951W，按照表中不同燈具每天的工作時間計算，累計減少用電負荷32051WH，一年累計減少11698.6度電，以當?shù)孛慷入婋娰M0.62元計算，年節(jié)約電費7253.1元。

同樣以西部地區(qū)特有的330kV變電站［3］為例，站內(nèi)外照明功率及LED光源折算見表5。

表5 330kV通用站照明負載LED光源折算表

由表5可知，進行LED光源置換后，經(jīng)過計算，變電站的室內(nèi)室外照明光源功率總計為8286W，總瓦時數(shù)為26124WH。原330kv變電站照明用電負荷減少16689W，按照表中不同燈具每天的工作時間計算，累計減少用電負荷62706WH，一年累計減少22887.7度電，任然以西寧市的每度電電費0.62元計算，年節(jié)約電費14190.4元。

5 結論

從文中的110kv和330kv變電站LED照明光源置換傳統(tǒng)照明光源的實例來看，經(jīng)過有效的置換后，在不降低原有照明強度的基礎上，變電站的站用照明功率會有大幅的降低，節(jié)電的效益明顯，值得在全國類似變電站中推廣。

［1］ 高翔.智能變電站技術［M］.北京：中國電力出版社，2013.

［2］ 張延輝，楊京燕.綠色照明在變電站中的應用研究［J］.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2010，20（36）：139－140

［3］ 劉振亞.國家電網(wǎng)公司輸變電工程通用設計變電站分冊［M］.北京：中國電力出版社，2011.

TM923